Разработка конструктивно- компоновочной схемы здания

ЗАЩИТА КОНСТРУКЦИЙ ОТ УВЛАЖНЕНИЯ И БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ

Один из недостатков древесины  — снижение механических свойств  при увеличении влажности, приводящей к деформациям разбухания и биологическому разрушению — гниению. При быстром  высыхании возникают деформации усушки, вызывающие растрескивание, коробление, а в клееных элементах — снижение прочности клеевых швов. Источников увлажнения деревянных конструкций при эксплуатации много: это начальное и построечное увлажнение, атмосферное от осадков, гидрогеологическое, от контакта древесины с грунтом или водой, конденсационное, при резкой смене температур и недостаточном тепловом сопротивлении ограждающих конструкций, эксплуатационное при наличии мокрых технологических процессов или неисправности трубопроводов, биологическое.

 

 

Для предотвращения увлажнения деревянных конструкций и их нормальной эксплуатации предусматривают конструктивные меры и защитную обработку, которые должны обеспечивать сохранность конструкций при складировании, транспортировке и монтаже, а также долговечность при эксплуатации. Защиту осуществляют во всех зданиях и сооружениях независимо от их назначения и срока службы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4 . Защита узлов несущих конструкций:

а — при    переходе    конструкции    из   отапливаемого    помещения    наружу   здания;   б — при опирании   конструкции   в   гнездах   кирпичных   стен;  в — то   же,  со   стальными   башмаками

на  пилястры  стен;  г — при  переходе  конструкции  через внутреннюю стену;

1   — покрытие;   2 — несущая   конструкция; 3 — опорная   подушка;   4 — кирпичная   стена;

5 — минеральная   вата,   обернутая   полиэтиленовой   пленкой;   6 — эластичная   прокладка;

7 — пилястра;    8 — стальной   башмак:    9 — гидроизоляция;   10 — воздушная   прослойка.

 

Деревянные конструкции следует  делать открытыми, хорошо проветриваемыми, по возможности доступными для осмотра, профилактического ремонта и защитной обработки.

В зданиях с деревянными  конструкциями рекомендуется применять  кровли с наружным

 

 

 

отводом атмосферных вод. Устройство ендов и закрытых парапетов запрещается. Следует избегать фонарных надстроек на крыше. Среднюю часть широких зданий рекомендуется проектировать более высокой, чем крайние пролеты, устраивая освещение в наружных стенах.

Несущие деревянные конструкции располагают либо в пределах отапливаемой части здания, либо вне ее. Если несущая конструкция из отапливаемого помещения проходит через ограждающую конструкцию в не отапливаемое, то в местах пересечения ее защищают специальными бандажами. Зазоры между поверхностями конструкции и отверстиями ограждения тщательно утепляют минеральной ватой и герметизируют пороизолом или пористой резиной на мастиках (рис. 4, а).

Опорные части, расположенные в гнездах наружных каменных стен, оставляют открытыми  внутрь помещения. Заделывать гнезда запрещается. Их задние стенки утепляют биостойкими утеплителями в соответствии с теплотехническим расчетом. Под несущую конструкцию укладывают два слоя гидроизоляционного рулонного материала (рис. 4, б). Несущие конструкции сонорными металлическими башмаками устанавливают на пилястру каменных стен или приставные колонны (рис. 4, в). Опирание в гнездах наружных стен не рекомендуется.

Опорные стальные башмаки должны иметь минимальную  площадь контакта с древесиной для  возможности ее проветривания. Поверхности древесины изолируют от металла мастиками и рулонным гидроизоляционным материалом. При опирании конструкций на внутренние стены, разделяющие помещения с одинаковым температурно-влажностным режимом, между стенами и боковыми плоскостями конструкции оставляют зазор. Его принимают не менее 30 мм для помещений относительной влажностью воздуха 75 % и 60 мм — для 75 %.

При необходимости  зазор заполняют минеральной  ватой, а поверхность деревянной конструкции изолируют рулонным гидроизоляционным материалом. Клееные конструкции в этих местах покрывают влагозащитными составами, а не клееные — антисептируют.

Изоляционные  подкладки, подбалки и подушки опорных  узлов, соприкасающиеся с каменной кладкой или бетоном, изготовляют из защищенной от биоповреждения древесины преимущественно твердых лиственных пород и изолируют от стен двумя слоями гидроизоляционного материала. Если конструкция проходит, через внутреннюю стену не опираясь на нее, то зазор оставляют и под конструкцией. Размер его принимают несколько

 

 

 

большим возможного прогиба  конструкции в месте пересечения, но не менее 30 мм. Нижний зазор заполняют  минеральной ватой по гидроизоляционному рулонному материалу, уложенному на обрез стены (рис. 4, г). Пересекать стену, разделяющую помещения с разными температурно-влажностными условиями эксплуатации, не рекомендуется.

При опирании деревянных конструкций на фундаменты внутри помещений верхнюю их грань  располагают выше уровня пола не менее  чем на 150, а в незащищенных условиях — не менее чем на 500 мм. В этом случае конструкция верха фундамента должна обеспечивать быстрый отвод атмосферных осадков. Несущие деревянные клееные конструкции, эксплуатируемые на открытом воздухе, должны иметь сплошное сечение, а верхние горизонтальные и наклонные поверхности элементов защищают козырьками из досок, пропитанных невымываемыми биозащитными составами, либо из защищенного кровельного металла, стеклопластика.

При проектировании перекрытий первого этажа, располагаемых над грунтом, рекомендуют укладывать по всей площади слой бетона или щебня, залитого цементным раствором толщиной не менее 100 мм. Расстояние от этого слоя до древесины конструкций принимают не менее 300 мм. Для вентиляции подполья в наружных стенах устраивают отверстия, которые закрывают только в зимний период. Все поверхности древесины, выходящие в сторону грунта, покрывают биозащитными составами, а места опирания деревянных элементов на каменные стены или промежуточные столбы изолируют двумя слоями рулонного материала и антисептированными подкладками. В полах устраивают вентиляционные решетки или щелевые плинтусы с выходом отверстий в помещение.

Для предотвращения увлажнения клееных деревянных несущих  и ограждающих конструкций применяют  укрывистые и лакокрасочные, преимущественно прозрачные, покрытия. Первые — в основном для конструкций, подвергающихся непосредственному увлажнению осадками или при значительной относительной влажности воздуха в помещениях, а лакокрасочные — для конструкций внутри зданий.

Влагозащитными  составами обрабатывают наружные элементы покрытия и стенового ограждения, а также несущих конструкций. Для влагозащиты рекомендуют следующие лаки и эмали: перхлорвиниловые, пентафталевые, уретановые, уретаново-алкидные, масляно-смоляные, органосиликатные.

 

 

 

Ответственные части конструкций  — места соприкасания древесины с металлом, камнем и бетоном, а также концы элементов обрабатывают покрытиями на основе тиоколовых мастик и эпоксидных смол.

Для защиты от биологического разрушения применяют следующие антисептики. Водорастворимые: фтористый натрий, кремнефтористый натрий, кремнефтористый аммоний, тетрафторборат аммония, пента-хлорфенолят натрия, доналит. Антисептики на нефтепродуктах и легких маслах; препараты пектахлорфенола в органических растворителях, нафтенат меди. Маслянистые антисептики: масло каменноугольное, антраценовое, сланцевое. Тип антисептирования — поверхностная обработка, пропитка в ваннах или автоклавах под давлением, обмазка пастами зависит от условий эксплуатации, видов деревянных конструкций и срока их службы.

Водные антисептики  нельзя применять в конструкциях, где возможно их быстрое вымывание, т. е. находящихся на открытом воздухе или в грунте. Антисептики в органических растворителях и маслянистые не применяют в зданиях, где находятся пищевые продукты, животные и люди.

Антисептик  и способ его нанесения устанавливается  правилами производства и приемки строительных деревянных конструкций. Биозащитной обработке подлежат все неклееные деревянные конструкции, эксплуатируемые в помещениях относительной влажностью воздуха более 60 %, а также отдельные их элементы и части, которые могут увлажняться в процессе эксплуатации, каркас и внутренние поверхности ограждающих конструкций, в том числе плит и панелей.

Против морских древоточцев, жуков-точильщиков и термитов применяют масла: каменноугольное, сланцевое и их смеси с пентахлорфе-нолом, оксидифенил, а также нафтенат меди в органических растворителях.

Для обработки  древесины при ремонтных работах  в случае обнаружения дереворазрушающих насекомых применяют следующие инсектициды; гексахлоранциклогексан (ГХЦГ), диметилтрихлороксиэтил-фосфонат технический (хлорофос), карбофос и другие.

 

 

 

 

 

ЗАЩИТА КОНСТРУКЦИЙ  ОТ ВОЗГОРАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ОГНЕСТОЙКОСТИ

Горение древесины — это химический процесс ее термического разложения, сопровождающийся выделением газов. Соединяясь с кислородом воздуха, они образуют пламя. Воспламенение может произойти и при отсутствии открытого источника огня. При быстром нагревании древесина воспламеняется при t 300 °С, а при длительном — t > 660 °С. При повышении температуры начинается пламенное горение и обугливание верхнего слоя

Противопожарными нормами  проектирования зданий и сооружений (СНиП 2.01.02-85) установлены минимальные пределы огнестойкости и максимальные распространения огня. Нормы допускают некоторые отступления, и для зданий и сооружений II степени огнестойкости устанавливают следующие пределы огнестойкости деревянных конструкций, ч:

Колонны      2 

Наружные  стены из навесных панелей         0,5

Плиты, настилы, прогоны  0,5

Балки, фермы, арки, рамы       0,75

         Внутренние несущие стены (перегородки)  0,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5.   Характер   обугливания прямоугольного сечения:

а — обугливание   со    всех    сторон; б, в — то  же,  с трех; г — то же, с двух; / — древесина;     2 — обуглившийся слой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Деревянные клееные  балки, фермы, арки, рамы и колонны  зданий и сооружений применяют без огнезащитной обработки, кроме производств категории В, для которых требуется огнезащитная обработка. Деревянные плиты, настилы и прогоны покрытий, а также элементы навесных панелей стен подвергают глубокой пропитке антипиренами. Для производственных и складских зданий с производствами категорий А и Б основные деревянные конструкции, приведенные выше, не допускаются.

Скорость обугливания  поверхности элементов из хвойных  пород воздушно-сухой цельной древесины размерами поперечного сечения более 120 мм принимают 0,8 мм/мин, а клееной — 0,7. Для элементов размерами сечения менее 120 мм — 1 мм/мин. В результате обугливания изменяются геометрические характеритики элементов. Ребра сечения закругляются.

где — время, прошедшее с начала воздействия огня до воспламенения древесины, мин:

Для  незащищенной, пропитанной  антипиренами или окрашенной невспучивающимися красками   4

        Для зазищепной вспучивающимися огнезащитными  покрытиями типа ВПД или ООП 8

Повышают пожарную безопасность деревянных конструкций конструктивными и химическими способами, а в ряде случаев комбинированием их.

Конструктивные меры заключаются в создании таких  условий, при которых распространение огня преграждается, а предел огнестойкости конструкций увеличивается. Это устройство противопожарных стен или несгораемых участков перекрытий и покрытий, разделение пустотных покрытий несгораемыми диафрагмами, площадь между которыми не должна превышать 54 м², устройство несгораемых разделок у дымоходов и печей, оштукатуривание перекрытий, увеличение сечений деревянных элементов.

Химические  меры огнезащиты понижают возгораемость  древесины. Это пропитка деревянных элементов антипиренами, нанесение  на поверхность огнезащитных покрытий в виде штукатурок и листовых несгораемых и трудносгораемых материалов, а также невспучивающихся, вспучивающихся, неорганических и органических красок.

 

 

 

 

Обрабатывают конструкции антипиренами (водо- или органикора-створимыми составами) путем поверхностной обмазки древесины или ее глубокой пропитки. Последний способ более надежен, однако снижает прочностные характеристики древесины на 10 %, что следует учитывать при расчете конструкций. Можно применять составы, обладающие одновременно свойствами антисептика и антипирена. Комплексная защита древесины — наиболее перспективное направление, особенно для клееных конструкций индустриального изготовления. Древесина, пропитанная этими составами — трудносгораемый материал.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература.

1. Деревянные конструкции.  Справочник проектировщика / Под  ред. И.М. Гриня. – Киев: Будивельник, 1988.

2. СНиП 2.01.07 – 85*. Нагрузки  и воздействия.

3. СНиП 2.03.11 – 85. Защита  строительных конструкций от  коррозии.

4. Пособие по проектированию  деревянных конструкций (к СНиП II – 25 – 80)/ ЦНИИСК им. Кучеренко. – М.: Стройиздат, 1986. – 216с.

5. СНиП II – 25 – 80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования/ Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2000. – 30с..

6. Конструкции из дерева  и пластмасс: Учеб. для вузов/ Ю.В. Слицкоухов, В.Д. Буданов, М.М. Гаппоев и др.; Под ред. Г.Г. Карлсена и Ю.В. Слицкоухова. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1986. – 543с., ил.